具有大隧穿幅度的双约瑟夫森结磁通量子比特

本文讨论了在两个宏观态之间具有大隧穿幅度的约瑟夫森磁通量子比特的固态纳米电子实现。后者可以通过势垒的高度和势阱形状来控制，而势垒由磁通量子比特电路的量子态工程决定。磁通量子比特的最简单电路是一个被约瑟夫森纳米隧穿结断开的超导环。通过对量子比特电路的工程化，如果将隧穿结替换为ScS接触，两个宏观不同态之间的隧穿幅度可以得到显著增加。然而，在当今技术下，只有约瑟夫森隧穿结特别适用于大规模集成电路和量子探测器。为了克服这一困难，我们在此考虑在“基态”和“激发态”之间具有高能级间隔的磁通量子比特，它由一个串联有两个低电容约瑟夫森隧穿结的超导环组成。我们证明，对于两个宏观态之间共振叠加的实际参数，隧穿幅度可以达到大于1K的值。在半经典近似下通过瞬子技术得到的隧穿幅度的解析结果与数值解显示出良好的相关性。